3.4 Результаты расчета сил в кшм двигателя

Схема векторов сил в КШМ для положения механизма, указанного в задании, показана на рисунке 3.1. Модули векторов сил определены по распечатке результатов работы программы КРУИС, размещенной в ПРИЛОЖЕНИИ 3 (таблица 1).

Диаграммы движущей силы , тангенциальной силы , действующей в одном цилиндре и диаграмма суммарной тангенциальной силы представлены соответственно на рисунках 3.2, 3.3 и 3.4 Значения силы определены по распечатке результатов работы программы КРУИС (таблица 3).

Определение движущей силы выполнено также графическим способом на рисунке 3.5. Различие значений , оцененных расчетным и графическим способами при = 30º п.к.в. после НМТ на такте «рабочий ход», составило 0,3%, что может быть признано допустимым […].

На диаграмме указана средняя суммарная тангенциальная сила . Она определена как отношение площади между линией и осью абсцисс к длине диаграммы.

Средний крутящий момент, МН·м, создаваемый многоцилиндровым двигателем

=0,0491 * 0,17 * 2,55 * 10^6 = 2128,4 Мн м (3.1)

Проверка правильности расчета и динамики двигателя в целом выполнена по расчетной индикаторной мощности двигателя, кВт:

=2128,4 =1112,4 кВт. (3.2)

где – частота вращения коленчатого вала, мин^–1.

Рассчитанная по формуле (3.2) отличается от индикаторной мощности, указанной в расчете рабочего цикла двигателя ( =1123,5кВт), на 1 %. Указанное различие свидетельствует о достаточно высокой точности расчетов и построений диаграмм сил.

3.5 Расчет степени неравномерности вращения коленчатого вала двигателя

Примем, что суммарный момент всех сил сопротивления постоянен и равен (с обратным знаком), то есть в соответствии с формулой (3.1) пропорционален . Тогда в диапазоне углов п.к.в., в котором крутящий момент больше момента сил сопротивления, то есть при > (см. рис. 3.4), создается положительная избыточная работа , которая тратится на увеличение кинетической энергии движущихся деталей, и в результате происходит увеличение . Напротив, в диапазоне углов п.к.в., в котором < , происходит уменьшение .

Степень неравномерности вращения коленчатого вала проектируемого двигателя

= =0,09 (3.3)

где – индикаторная мощность двигателя, кВт;

– приведенный момент инерции движущихся масс, кг·м²;

– частота вращения коленчатого вала, мин^–1;

– отношение избыточной площади диаграммы суммарной тангенциальной силы за один ее период к площади диаграммы за один оборот вала (см. рис. 3.4).

Приведенный момент инерции движущихся масс , входящий в формулу (3.3), может включать в себя ряд составляющих:

, (3.4)

где  – приведенный момент инерции КШМ двигателя;  – моменты инерции соответственно маховика и противовесов. Примем = 0; = 0. Тогда приведенный момент инерции КШМ, рассчитанный по эмпирической формуле Терских:

= = 122 (3.5)

где

=6	– число цилиндров;	=0,26			– диаметр цилиндра, м;
=0,17	– радиус кривошипа, м;	=0,202			– диаметр шейки коленчатого вала, м;
=0,42	– расстояние между осями цилиндров,м;	=1			– число цилиндров, приходящееся на одно колено вала;
=0,241	– коэффициент, зависящий от и длины шатуна , м,
	причем
	– для чугунных поршней;
	– для силуминовых поршней.

Примем, что проектируемый дизель предназначен для работы на гребной винт. Рассчитанная больше рекомендованных значений 1/20 – 1/50 [ ]. Это означает, что в данном случае нет необходимости в установке маховика.